摘要：介绍了一种适用于水性钢结构防腐的新型丙烯酸树脂产品，展示了其优异的早期耐水性和耐盐雾性测试结果，并从树脂合成原理的角度对其进行了分析。
关键词：水性丙烯酸；防腐；早期耐水性；耐盐雾性
在工业防腐涂料领域，溶剂型涂料长期以来占据着较大的市场份额。但随着环保要求的不断提高，溶剂型涂料的市场份额逐年下降，取而代之的是水性工业防腐涂料的崛起。其中，水性丙烯酸涂料占有很大比例水性钢结构漆，因为它具有优异的干燥性、硬度、耐候性等特点。但在中国市场的实际使用中，水性亚克力的推广往往因早期耐水性或耐盐雾性不足而受到限制。
本文介绍了一款针对中国市场定制开发的水性丙烯酸树脂产品，并根据终端客户的实际需求对其进行了前期的耐水性和耐盐雾性测试。
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实验部分
水成膜物质
水性丙烯酸乳液A，固体质量分数40%（市售）；水性丙烯酸乳液B，固体质量分数40%（市售）；水性丙烯酸乳液Neocryl® XK-801，固体质量分数40%（DSM），其基本物理参数见表1。
其他添加剂
润湿分散剂（BYK、名灵）；消泡剂（赢创、毕克化学）；基材润湿剂（赢创）；润湿流平剂（赢创）；成膜添加剂（陶氏化学）；增稠剂（明菱，陶氏化学）；防闪锈剂（Asotec，法国）；防锈颜料（Nubile）。
制备过程
漆
在高速搅拌下依次加入各原料，分散10分钟后出料。
彩色涂料
研磨部分，在中速搅拌下依次加入各原料，将原料研磨至合适的细度，过滤备用；后混合部分，在高速搅拌下依次加入各原料，全部加入后分散10分钟。
水性丙烯酸树脂底漆基本配方
漆
黑色底漆（PVC=20%）
灰色底漆（极高PVC=38%）
表2 水性丙烯酸树脂清漆基本配方
表3 » 水性丙烯酸树脂黑基一体漆基本配方
表4 » 水性丙烯酸树脂灰基多效漆基本配方
实验仪器设备
Dispermat CV3-plus高速分散机，VAM公司； MS4002TS电子天平，Mettle Toledo公司； W-101喷枪，IWATA岩田公司； Q-FOG盐雾腐蚀试验机，翁凯尔公司。
测试方法
按照HG/T 5176-2017《钢结构水性防腐涂料》标准要求，对涂膜的早期耐水性和耐盐雾性进行测试。
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结果与讨论
早期耐水性
早期耐水性，即漆膜未干燥时的耐水性，用于反映实际施工后在室外遇到雨水、露水等时漆膜的耐水性。是中国市场客户在金属工业涂料应用方面的迫切需求。所需的关键性能。结合最终客户的干燥时间，实验室通常模拟的干燥时间包括常温自干4小时、常温自干24小时、50℃烘烤30分钟等。
清漆实验结果
基材：磨削冷轧钢板
干膜厚度：40um
干燥条件：常温自干4小时
浸泡时间：7天
从图1可以看出，XK-801耐水7天后取出后水性钢结构漆，仅失去光泽、泛白，没有起泡。两款市售竞品除了失去光泽、泛白外，均出现大量起泡现象。回收后，XK801的变色和泛白现象消失，市售竞品均出现生锈现象。
黑基一体漆实验结果（PVC=20%）
基材：磨削冷轧钢板
干膜厚度：40um
干燥条件：室温自干2小时
浸泡时间：24小时
图 2 » Neocryl® XK-801 黑色底漆早期耐水性
图3 » Neocryl® XK-801漆膜早期耐水前后的微观形貌
从图2可以看出，耐水24小时后，XK801黑色漆膜仅略有泛白，并没有出现起泡、生锈的情况。
为了进一步验证耐水性，我们使用显微镜对漆膜的微观形貌进行分析，以进一步确认产品的耐水性。选取耐水性测试前、耐水性测试后和未经测试的样品进行对比分析。从图3可以看出，耐水测试前的漆膜外观与标准样品一致，呈现出典型的金属板形貌。但耐水测试后的漆膜与两者相比并没有出现明显的变化，尤其是没有气泡，说明没有水的渗透。这种良好的防水性能进一步验证了我们在设计该产品聚合物结构时的想法，即引入自组装结构（见图4）。通过软链段的调节，使聚合物具有优异的成膜性能，可以在短时间内提高漆膜的密度并阻止水蒸气的渗透，从而实现漆膜优异的耐水性。
图4 » Neocryl® XK-801聚合物自组装结构
耐盐雾性
黑基一体漆实验结果（PVC=20%）
基材：磨削冷轧钢板
干膜厚度：100um
干燥条件：常温自干7天
耐盐雾时间：500小时
图 5 » Neocryl® XK-801 黑色底漆的耐盐雾性能
在图 5 中，左面板有交叉，右面板没有交叉。经过500小时的盐雾处理后，板面状况良好，无起泡、生锈现象，十字散布小于2mm。
灰色底漆（极高PVC=38%）
基材：磨削冷轧钢板
干膜厚度：70um
干燥条件：常温自干7天
耐盐雾时间：120小时
图 6 » Neocryl® XK-801 灰色底漆的耐盐雾性能
PVC38%对于工业涂料来说是非常高的PVC值。在这样的PVC下，漆膜的耐盐雾性能会受到很大影响。普通树脂一般只能维持48小时。如图6所示，左边的XK801板经过120小时的盐雾处理后，状态良好，没有起泡，十字处的散布小于2mm；右边的商用产品盐雾后整个板都起泡，这也是高PVC盐雾下最容易出现的情况。出现问题。
前面提到，在聚合物的结构设计中，我们引入了自组装的概念，以提高漆膜的致密性，从而提高耐水性和耐盐雾性。另外，为了满足高PVC下的良好性能，我们还进一步进行了针对性的研究。众所周知，在高PVC条件下，树脂包裹粉末的能力必然会对漆膜的整体性能产生影响。为了提高树脂包裹粉末的能力，我们希望引入一定的羧基，与粉末形成一定的分子。相互作用力有助于分散粉末，如图7所示。但同时，羧基由于其亲水性会对电阻产生负面影响。为了解决这个问题，我们创新性地将主羧基引入到聚合物侧链中，从而实现良好的粉末封装，同时最大限度地减少对电阻的影响。
图7 » Neocryl® XK-801聚合物链段引入羧基
结论
Neocryl®
结局
参考
HG/T5176-2017《钢结构水性防腐涂料》
